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Klimaanlage

Beispiel

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Worin liegt der Sinn einer Luftmischung?

Variante 1 mit Mischung:

m_R = 200 kg/h m_U = 80 kg/h

Q_35erf = 0,906 kW Q_12erf = -0,916 kW

Daten:

x_R = 0,0055 -

t_U = 10 °C t_R = 22 °C t_5 = 20 °C

x_3 = 0,0051 -

AA = 19,016 - BB = 4064,95 - CC = 236,25 -

cp_L = 1,01 kJ/kgK cp_W = 1,86 kJ/kgK r_0 = 2501 kJ/kg

p = 1 bar

x_U = 0,0075 -

Solution(s)

x_1 = 0,0063 - h_R = 36,20056 kJ/kg h_U = 28,997 kJ/kg h_1 = 33,319136 kJ/kg t_1 = 17,18951413 °C p_1S = 19,62623702 mbar x_1S = 0,012455907 - p_2S = 8,130081301 mbar t_2 = 3,989179612 °C x_2S = 0,0051 - m_W = 0,24 kg/h phi_R = 0,331147589 - h_2 = 16,83091662 kJ/kg m_1 = 200 kg/h x_2 = 0,0063 - h_3 = 16,82201277 kJ/kg t_3 = 3,989179612 °C x_5 = 0,0051 - h_5 = 33,14482 kJ/kg Q_35 = 3264,561447 kJ/h Q_35erf = 0,906822624 kW p_RS = 26,45994657 mbar Q_12 = -3297,643877 kJ/h Q_12erf = -0,916012188 kW x_K = 0,0055 - p_TS = 8,762147523 mbar t_T = 5,056922866 °C m_K = 120 kg/h p_US = 12,28757799 mbar phi_U = 0,969306852 -

Variante 2 ohne Mischung

m_R = 80 kg/h m_U = 80 kg/h

Q_35erf = 0,362 kW Q_12erf = -0,270 kW

Daten:

x_R = 0,0055 -

t_U = 10 °C t_R = 22 °C t_5 = 20 °C

x_3 = 0,0051 -

AA = 19,016 - BB = 4064,95 - CC = 236,25 -

cp_L = 1,01 kJ/kgK cp_W = 1,86 kJ/kgK r_0 = 2501 kJ/kg

p = 1 bar

x_U = 0,0075 -

Solution(s)

x_1 = 0,0075 - h_R = 36,20056 kJ/kg h_U = 28,997 kJ/kg h_1 = 28,997 kJ/kg t_1 = 10 °C p_1S = 12,28757799 mbar x_1S = 0,007740442 - p_2S = 8,130081301 mbar t_2 = 3,989179612 °C x_2S = 0,0051 - m_W = 0,192 kg/h phi_R = 0,331147589 - h_2 = 16,83982046 kJ/kg m_1 = 80 kg/h x_2 = 0,0075 - h_3 = 16,82201277 kJ/kg t_3 = 3,989179612 °C x_5 = 0,0051 - h_5 = 33,14482 kJ/kg Q_35 = 1305,824579 kJ/h Q_35erf = 0,36272905 kW p_RS = 26,45994657 mbar Q_12 = -972,5743629 kJ/h Q_12erf = -0,270159545 kW x_K = 0,0055 - p_TS = 8,762147523 mbar t_T = 5,056922866 °C m_K = 7,64928E-16 kg/h p_US = 12,28757799 mbar phi_U = 0,969306852 -

MfG JCH

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JCH
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JCH:

Hallo Jan (das war doch der erste Vorname, oder?),

Wenn dein Beitrag irgendeine auch für andere möglicherweise interessante Frage beantworten sollte, würde es die Wahrscheinlichkeit, daß jemand davon etwas mit deinem Beitrag anfangen kann, ganz bestimmt drastisch erhöhen, wenn Du noch mit 2-3 vollständigen Sätzen beschreiben würdest, was Du da überhaupt gerechnet hast, welche Parameter Du verwendet hast, und was die Bedeutung des Ergebnisses ist.

Gruss

Jan Bruns

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Jan Bruns

"Jan Bruns" schrieb im Newsbeitrag news:4ddfd9f1$0$7626$ snipped-for-privacy@newsspool1.arcor-online.net...

Ok,

die komplette Aufgabenstellung/Lösung findest Du in

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Kapitel 3.3.4.

Dies wurde von mir überprüft. Die Ergebnisse stimmen mit meinen überein (Alternative 1). Beim Versuch, den Prozeß thermodynamisch zu verbessern mußte ich festellen, daß eine Rückführung in die Mischkammer für mich nicht zu verstehen ist, weil ohne Mischkammer (m_R = 80 kg/h, m_U = 80 kg/h) thermodynamisch bessere Ergebnisse per Rechnung erzielt wurden.

Deshalb meine Frage:

"Worin liegt der Sinn einer Luftmischung?" bei dieser Schaltung.

MfG Jan

Reply to
JCH

JCH:

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Ah. Ok.

Inwiefern bessere Ergebnisse? Wenn ich das richtig deute, rechnet ihr da doch noch keine vollständige Anlage (es bleibt bspw. offen, wie die Kühlung erfolgen soll), und so gesehen ist doch erstmal die erste Variante, bei der weniger Heizenergie reingesteckt werden muss, als bei der Kühlung entnommen werden soll, ein Energiegewinn, während bei der zweiten Variante mehr geheizt wird. Was passiert denn, wenn Du mit einer Wärmepumpe zwischen die beiden Wärmeströme zusammenschaltest?

Und warum ist die Kondensatortemperatur in beiden Fällen exakt gleich?

Gruss

Jan Bruns

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Jan Bruns

Am 27.05.2011 schrieb "JCH" :

Um frische Luft in den Raum zu lassen?

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Franz Hoffmann

"Jan Bruns" schrieb im Newsbeitrag news:4ddff3e6$0$7626$ snipped-for-privacy@newsspool1.arcor-online.net...

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>

Variante 1 (200/80)

Q_35erf = 0,906 kW 'mit Mischung Q_12erf = -0,916 kW

Variante 2 (80/80)

Q_35erf = 0,362 kW 'ohne Mischung Q_12erf = -0,270 kW

Ich möchte zunächst die gegebene Schaltung verstehen. Offensichtlich möchte man mit der Mischung die Frischluft vorwärmen um Energie zu sparen. Der Energieverbrauch ist aber bei Mischung höher.

Siehe b) x_3 (t_3 = Kondensattemperatur) ist zunächst so festgelegt.

Details:

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MfG JCH

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JCH

"Franz Hoffmann" schrieb im Newsbeitrag news:irosrk$c8o$ snipped-for-privacy@dont-email.me...

Mit m_K = 0 hat man 100% Frischluft.

MfG JCH

Reply to
JCH

JCH:

Wenn die Maschine pro Zeit weniger Luftmasse des Raumes durch "behandelte" Luft ersetzt, muss die behandelte Luft aber andere Parameter haben.

Im Raum stellte war die Luftfeuchtigkeit stabil auf dem Vorgabewert, wenn die von der Anlage eingelassene Luft etwas trockener war. Konkret nur x3=0.0051 kg Wasser pro kg Luft, wenn die Anlage einem Massenstrom von 200 kg/h liefert, um eine Luftfreuchte im Raum von xR=0.0055 zu halten.

Wenn jetzt weniger Luft von xR auf x3 gebracht wird, steigt xR sicherlich auf einen anderen, nicht vorgegebenen Wert an. Das soll anscheinend verhindert werden. Also muss die ausgelassene Luft jetzt so viel weniger Wasser enthalten, wie vorher zusätzlich in der Anlage wegkondensiert wurde. Anscheinend waren das 120kg*(xR-x3)=0.048kg. Demnach müsste x3_b=0.0045 sein. Ähnliches wird für die benötigte Einlass-Temperatur zu rechnen sein, um der Wärmelast gerecht zu werden.

Gruss

Jan Bruns

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Jan Bruns

"Jan Bruns" schrieb im Newsbeitrag news:4de0cfef$0$6578$ snipped-for-privacy@newsspool3.arcor-online.net...

Bei einer 'Auslegungsrechnung' muß man auch die 'Auslegungsparameter' zugrunde legen. Weil x_R vorgegeben, ist auch x_5 und x_3 fix anzunehmen. Auch x_U ist fix. Das Teillastverhalten ist auch ein Thema, aber hier ein sekundäres.

In einer Spezifikation könnte stehen:

80 kg/h Frischluft und Energieminimierung

Warum konzipiert man eine Anlage mit 120 kg/h Umluft?

Sollte die Umluft Sinn machen, dann müßte mindestens eine Massenstrom-/Wärmestromgleichung falsch sein. Welche?

Details

Blatt 1: 80/80 kg/h 'ohne Umluft Blatt 2: 200/80 kg/h 'mit Umluft

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Korrigiert: (Nur minimale Auswirkung)

cp_L * t_2 + x_3 * (cp_W * t_2 + r_0) + (x_2 - x_3) * cp_W * t_2 - h_2 = 0 cp_L * t_2 + x_3 * (cp_W * t_2 + r_0) + (x_2 - x_3) * c_W * t_2 - h_2 = 0

MfG JCH

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JCH

Hallo JCH,

Du schriebst am Sun, 29 May 2011 19:31:38 +0200:

Luftfeuchtigkeitserhaltung?

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Sieghard Schicktanz

"Sieghard Schicktanz" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@SchS.de...

Die Modellrechnung geht von vorgegebener Spezifikation aus:

x_U = 0,0075 - x_R = 0,0055 - x_3 = 0,0051 -

t_U = 10 °C t_R = 22 °C t_5 = 20 °C

D.h. ohne Luftmischung ist der Energiebedarf für Heizung (Q_35) und Kühlung (Q_12) niedriger.

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Ich habe meine Gleichungen mehrfach überprüft.

MfG JCH

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JCH

JCH:

Bist aber noch immer nicht auf das Problem eingegangen, daß in dem Raum nunmal 200kg*(xR-x_3_original)=0.08 kg Wasser verdampfen bzw. abgeführt werden sollen.

Wenn Du auf das Umwälzen/Mischen der zus. 120kg Luft verzichtest, aber den Feuchtigkeitsanteil der eingelassenen Luft weiter bei x_3_original belässt, dann führst Du nur 0.032 kg Wasser ab.

Die Raumluft wird also feuchter (x_R => 0.0061 statt 0.0055, also wenn ich das richtig sehe ca. 50% statt der geplanten ca. 45% rel. Luftfeuchte), bzw. das Mauerwerk und die Fenster entsprechend nass.

Gruss

Jan Bruns

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Jan Bruns

"Jan Bruns" schrieb im Newsbeitrag news:4de75884$0$6542$ snipped-for-privacy@newsspool4.arcor-online.net...

Basis (Solldaten):

(x_R-x_3) = const. Bei m_R = 80 kg/h wird entsprechend weniger Wärme Q_35 aufgewendet.

Bei m_U = 80kg/h (Umluft = 0) wird m_W = 0,192 kg/h kondensiert, d.h. weniger Kälteleistung.

Mit Mischung sind es m_W = 0,24 kg/h. Das ergibt sich aus den Massen- und Enthapiebilanzen.

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Offensichlich wird 'mit' Luftmischung sinnlos Luft erwärmt und wieder abgekühlt.

Und so sieht das bei tropischem Klima aus:

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MfG JCH

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JCH

JCH:

Ok, aber dann doch bitte bei gleichen Massenströmen vergleichen.

Wieivel Wasser aus der Maschine rausläuft, ist doch für den Wohnraum bedeutungslos.

Aber ok, die Version 2 braucht nach den von Dir angegebenen Zahlen anscheinend immer noch etwas weniger Kühlleistung, wenn man den Massenstrom auf den ursprünglichen Massenstrom hochskaliert.

Allerdings kann man dem Mischraum auch noch einen Wärmetauscher zur Umgebung nachschalten. Dann haben beide Massenstromvarianten beim Eintritt in den Wasserabscheider gleiche Temperatur, aber die reine Frischluftvariante enthält mehr wegzukondensierendes Wasser.

Naja. Sieht ja aus, als wenn da (bei gleichem Massenstrom) die Variante mit Mischraum deutlich günstiger wäre, aber um die Varianten hinsichtlich des Zielniveaus der Kühlung noch sinnvoll zu vergleichen, muss schon ganz schön viel Modell herhalten.

Gruss

Jan Bruns

Reply to
Jan Bruns

"Jan Bruns" schrieb im Newsbeitrag news:4de913f0$0$6550$ snipped-for-privacy@newsspool4.arcor-online.net...

[...]

Luftmischung Q_12 Q_35 Gesamt mit 3,78kW 3,91kW 7,69kW hone 2,89kW 0,36kW 3,25kW

Q_12 = Kälteleistung Q_35 = Wärmeleistung

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Anmerkung:

Mit Luftmischung wird sinnlos Luft erwärmt, was dann wieder abgekühlt werden muß, um das geforderte Raumklima (Temperatur, relative Feuchte) bei gleichem Frischluftstrom zu erhalten.

MfG JGH

Reply to
JCH

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